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管宇,等?条形机油冷却器缺陷的有限元分析
条形机油冷却器缺陷的有限元分析
管字,赵晴
扬州大学机械工程学院,江苏扬州225000)
摘要:机油冷却器是对汽车发动机润滑用机油进行冷却的装置,其品质的稳定性和可靠性直
接影响发动机的性能。通过有限元计算的方法,计算了条形机油冷却器单层的固有频率及振
型。在研究模型上人为模拟焊接缺陷,分析了缺陷位置、尺す大小,及缺陷数目对模型固有频
率的影响。有限元计算所得结论为进一步对条形机油冷却器缺陷进行实验研究和识别提供了
指导,对工程中机油冷却器缺陷的检验方法的改进具有一定的指导意义。
关键词:机油冷却器;有限元计算;固有频率;缺陷识别
中图分类号:THI2;TB115文献标志码:A文章编号:1671-5276(2013)05-0095-04
Finite Element Analysis of Strip-shaped Oil Cooler Defect
GUAN Yu, ZHAO Qing
College of Mechanical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225000, China)
Abstract Oil cooler is a device which is used to col own he lubricating oil of automobile engine. The stability and reliability of its
qualiyhasdirectinfuenceontheengineperformanee.Thispaperusestheiniteelementanalysistoanalyzethenaturalrequlencies
and vi aion moes f s r -h ape oil ler an simulates weld defects on the research model to analyze the influence
oftheposion,sizeandnumberofthedefectsonthemodelnaturalfrequeney.Itsconclusionprovidesguidanceforthefurtherexper
imerntalresearchesandrecognizingthedefectsofstip-shapedlilcoolerandisofgreattheoreticalvaluetoimprovingthedefectrec
ognition method of oil cooler.
Key words: oil cooler; finite element analysis; natural frequency; defect recognition
[M]{x}+[{x}=0
前言
[M],[分别是系统的质量、刚度矩阵,{x}
{x}为用物理坐标表示的加速度、位移矢量。由系统的特
机油冷却器是对汽车发动机润滑用机油进行冷却的征方程:
裝置,其品质的稳定性和可靠性直接影响发动机的性
KOM=
能。机油冷却器的每一片由上、下壳体与翅片通过钎焊
可解得系统的N个固有频率,=1,2,…,N,它们
连接而成。工厂现用机油冷却器密闭性的检验方法是,是由系统的质量和刚度所确定的固有参数
将其充气后放入液体介质中,观察是否有气泡溢出。放
将固有频率带人系统的齐次方程组
在水里观察,水若进人机油冷却器后不易去除,机油冷
K-o2M)A2=0
却器工作时,水因高温汽化,影响冷却器正常工作。采
可解得第阶主振动的振型矢量A1,它描述了第阶
用汽油或酒精代替水,可解决这一问题,但代价太高。主振动时各质量的振动形态,故又称为系统的模态矢量。
故希望找到简单易行的检验方法,判别机油冷却器是否用互相正交的振型矢量组成N维矢量空间的一组基底,
有焊接缺陷。目前,物体振动量的测量及其固有频率分可将系统的物理坐标矢量用系统的主坐标矢量{y}表
析是成熟而易行的方法,可考虑用这种方法来快速识别出,即:
机油冷却器是否合格。
fx]=RA, r2a
=LA[y]
由系统解耦后的微分方程组解得各阶固有频率下的
1基础知识
主振动y,i=1,2,…,N,由式(4)可知,系统的振动是各阶
主振动的叠加
11多自由度系统自由振动方程及模态
分析
由此可见,任意系统的振动信号中包含着其各阶固有
有N个自由度系统的振动规律可由N个二阶常微分频率,识别出各固有频率,进而可分析系统的质量、刚度等
方程来确定。系统无阻尼自由振动微分方程的矩阵形式物理参数,识別、监控系统的状态。
如下
作者简介:管宇(1987-),男,江苏扬州人,硕士研究生,主要研究方向为机械设备故障诊断。
Machine Building Automation, Jum 2013, 42(5): 95-98
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